Procédé de fabrication de corps de matériau d'emballage en forme de segments sphériques, aptes à s'écouler L'invention concerne un procédé de fabrication de corps de matériau d'emballage , en forme de segments sphériques aptes à s'écouler, en matière synthétique, avec des surfaces convexes vers l'extérieur et concaves vers l'intérieur, procédé dans lequel la matière synthétique fondue est extrudée à travers l'orifice conformateur ou filière d'une boudineuse et dans lequel le boudin de matière plastique qui sort de l'orifice conformateur est découpé en tranches minces par un dispositif de coupe et où les particules découpées sont chauffées et ainsi expansées.
Un procédé de ce genre est connu d'après le brevet des Etats-Unis d'Amérique (Reissue) 27 243. Dans
ce procédé, le boudin de matière synthétique sortant
de l'orifice conformateur se détend pour atteindre un multiple de son diamètre et il est alors solidifié déjà dans une certaine mesure par refroidissement. Dans cet état, ce boudin est saisi par un dispositif de transport et d'étirage dit "Puller" qui l'introduit dans le dispositif de coupe disposé à la suite de la boudineuse et en même temps l'étiré quelque peu (voir colonne 2,
<EMI ID=1.1> de matière synthétique déjà expansé et solidifié jusqu'à pouvoir se porter lui-même est découpé par ce dis-
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disques plans, c'est-à-dire plats (voir figure 2). La forme en partie sphérique désirée, à surface convexe/concave, s'obtient seulement par l'expansion ultérieure ou post-expansion subie dans une atmosphère de vapeur d'eau chaude immédiatement après le découpage.
L'inconvénient de ce procédé réside dans la nécessité d'emploi de ce que l'on a appelé le "Puller" dont la vitesse doit être soigneusement commandée pour correspondre exactement aussi bien à la vitesse de travail de la boudineuse qu'à celle du dispositif de coupe. Cela nécessite une dépense coûteuse en matière de surveillance et d'entretien. Un autre inconvénient résulte des propriétés du corps de matériau d'emballage ainsi fabriqué. Le fait qu'au moment de la coupe, il s'est produit déjà une certaine solidification de la matière synthétique après l'expansion, entraîne le fait que, lors du découpage, les cellules apparues dans l'expansion subissent un arrachement des deux côtés, si bien qu'il se forme une surface extérieure à cellules ouvertes. Ceci affaiblit la résistance mécanique du corps de matériau d'emballage.
Au surplus, l'expansion ultérieure dans la phase de post-expansion subséquente est influencée défavorablement. De ce fait, le produit final acquiert une densité apparente plus élevée. Le déchirement des cellules individuelles du corps de matériau d'emballage, qui est un corps cellulaire par suite de l'expansion de la matière synthétique, est un inconvénient particulièrement lorsqu'il faut produire des corps cellulaires aussi minces que possible car alors les fissures de la surface, qui se produisent à la suite d'un découpage au cours de la post-expansion, s'étendent éventuellement sur toute l'épaisseur du corps de matériau d'emballage et en fait surtout dans les régions de bord, si bien que l'on obtient un corps de matériau d'emballage dont le bord est déchiqueté, ce qui conduit, lors du traitement du corps, à des déchets pulvérulents.
En outre, le découpage d'un boudin de matière synthétique déjà expansé exige une force mécanique considérable et conduit ainsi à une dépense en matériel , à l'usure de celui-ci et à sa rupture.
C'est donc le but de la présente invention que
de procurer un procédé du genre décrit dans l'introduction, qui conduise de façon autant que possible plus simple, c'est-à-dire sans "Puller", à des corps de matériau d'emballage à densité apparente plus faible et
à forme améliorée. La mise en forme est d'une importance particulière car elle influence l'aptitude à l'écoulement et le blocage mutuel à l'état déversé.
Ce problème est résolu, suivant l'invention, par le fait qu'on découpe, à partir du boudin de matière synthétique (79) sortant de l'orifice conformateur (77) des particules limitées par une surface courbe en raison de la différence de vitesses régnant sur la section transversale de la masse dès l'orifice conformateur et encore avant qu'ait eu lieu une expansion notable de la matière synthétique.
Dans le procédé suivant l'invention, les tranches sont donc découpées du boudin de matière synthétique directement et immédiatement derrière l'orifice conformateur de la boudineuse et en fait - ce qui est d'une grande importance - encore avant que se produise une expansion importante de la matière synthétique . En même temps, alors, la forme de la particule découpée, non encore expansée, a de l'importance.
Comme la matière synthétique, dans le canal, avant l'orifice conformateur, s'écoule plus lentement dans la région de la paroi qu'au milieu, c'est-à-dire par suite de la différence des vitesses qui règnent sur la section transversale de la masse, il se fait que la région Intérieure du boudin de matière synthétique s'écoule avec une vitesse plus élevée, donc pratiquement jaillit de la région intérieure de l'orifice conformateur à l'extrémité de la boudineuse en formant la surface courbée précitée. Le boudin se déplace donc à partir de l'orifice conformateur avec
une surface antérieure convexe. On découpe alors les minces particules lorsqu'aussi la région du bord du boudin sortant de l'orifice conformateur est sortie, et on obtient alors les particules en forme de segments de sphère qui ne sont plus plates comme dans l'état de la technique (figure 2 du brevet des Etats-Unis d'Amérique
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courbée. Cette forme existe donc, comme on l'a dit, déjà avant l'expansion. Ces parties se détendent ensuite, la mise en forme des particules non encore expansées faisant que déjà la première expansion, après la sortie de l'orifice conformateur et après découpage des particules, conduise à une configuration en forme de faucille, en coupe, avec la surface convexe/concave désirée.
Comme le découpage se fait immédiatement après
la sortie de la matière synthétique de l'orifice conformateur et par conséquent avant une expansion et un refroidissement et une solidification correspondants, il ne se produit aucune déchirure irréparable de cellules du corps cellulaire. Le processus de coupe a pour effet de presser en les séparant les unes des autres les cellules précédemment existantes sans blesser leur structure, plutôt que de couper à travers les cellules. Ceci est encore possible en raison de l'état non encore solidifié de la matière synthétique.
De ce fait, l'expansion subséquente peut se produire dans une mesure beaucoup plus grande que cela n'était possible dans l'état de la technique pour produire une dilatation des différentes cellules et ainsi donner lieu à une expansion à grand volume du corps de matière synthétique, avec un poids spécifique faible, donc aussi avec une densité apparente plus faible, en même temps qu'est engendrée , pour la môme raison, une surface intacte très lisse, ce qui donne lieu
à son tour à une conformation améliorée. Ceci à son tour assure l'action de verrouillage souhaitée des différentes parties les unes par les autres après déversement, en raison de la résistance de frottement élevée, de la surface, et évite des formations de fissures et ainsi de déchets pulvérulents.
La demande accessoire,proposée plus haut, d'obtenir de tels corps de matériau d'emballage avec un minimum de frais d'investissement constructifs, est réalisée alors en même temps ,car le "Puller" qui a été évoqué précédemment n'est plus nécessaire,et le dispositif de coupe dont il a été question est soumis à des fatigues mécaniques beaucoup plus faibles car il ne doit plus couper la matière synthétique déjà solidifiée, mais il ne fait pratiquement plus qu'écraser la matière synthétique non solidifiée et pas encore expansée et par conséquent encore extrêmement tendre, ce pourquoi les forces de cisaillement qui apparaissent sont très faibles.
L'invention n'est pas atteinte non plus par le
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soient déjà montrées différentes phases du procédé, car, selon ce brevet, on engendre un granulat dans lequel
les différentes particules ont une forme ovoïde ou cylindrique. Pour autant qu'on réalise une forme ovoïde, c'est-à-dire une forme non cylindrique, cela s'obtient en utilisant une section transversale non circulaire de l'orifice conformateur (page 1, colonne de droite, lignes
81 à 85). Lors du découpage du corps cylindrique, on part du fait que la longueur dont le boudin cylindrique est sorti de l'orifice conformateur lors du découpage, représente 0,5 - 2 et de préférence 0,75 - 1,5 fois le
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65). Il se produit alors, dans chaque cas, des corps pourvus d'une surface convexe des deux cotés et éventuellement aussi, dans certaines circonstances, des corps
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aucun cas des corps de matériau d'emballage à forme de segments sphériques dont l'amélioration constitue le but du présent procédé. Le sens distinctif de l'invention repose, par rapport à cela, sur la manière dont on découpe les particules du boudin de matière synthétique sous une forme déterminée, rendue possible par suite du jaillissement de la matière à partir de l'orifice conformateur, forme déterminée telle que l'expansion subséquente conduise déjà en principe à la mise en forme souhaitée qui, ensuite, dans la post-expansion jouant un rôle actif, est encore renforcée et améliorée.
Un développement avantageux de l'invention prévoit que la matière synthétique fondue soit fractionnée dans la boudineuse de façon à donner une mousse de matière synthétique à petites cellules avant la sortie par l'orifice conformateur. Ainsi se trouve réalisé le fait que, déjà avant la sortie de la matière synthétique, il se produit un effondrement répété des cellules, si bien que l'ensemble de la matière est divisé, découpé, respectivement "fractionné" en un grand nombre de fines particules, si bien que la matière extrudée est un mélange de petites cellules individuelles fermées qui ne se déchirent pas pendant le processus de coupe et qu'ainsi peut se produire, lors de l'expansion subséquente, la dilatation déjà expliquée ,qui est né-cessaire pour atteindre les buts visés.
Un autre développement avantageux de l'invention prévoit que les particules qui se détendent après le découpage, dans la chute libre à travers l'atmosphère
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au moins une autre expansion dans une atmosphère de vapeur d'eau chaude. On prévoit alors, de préférence, que la post-expansion ait lieu après un repos des particules d'environ une heure et demie.
Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention part d'un dispositif comportant une trémie de remplissage, une boudinées?, un dispositif de coupe, une installation de transport, un réservoir d'accumulation et un dispositif de post-expansion.
Suivant l'invention, on prévoit à présent que l'installation de transport transporte dans le réservoir d'accumulation les tranches expansées pendant la chute libre après découpage et recueillies par une trémie, et que le dispositifi de post-expansion soit disposé derrière le réservoir d'accumulation.
Un développement avantageux du dispositif prévoit que le dispositif de coupe comporte une partie de moyeu dans laquelle une lame tranchante est disposée de telle sorte que son tranchant s'étende parallèlement à l'axe
de rotation du moyeu et fasse un angle de 10 à 15 degrés avec une tangente à la trajectoire circulaire autour de l'axe de rotation. Il s'agit là d'une adaptation spéciale de dispositions déjà connues d'après le brevet britanni-
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invention .
Une autre configuration avantageuse réside dans
le fait que la partie de moyeu est formée par deux brides se faisant face, entre lesquelles la lame tranchante est fixée de manière amovible.
L'invention sera décrite plus en détail ci-après sur des exemples de formes de réalisation représentées aux dessins. Sur ceux-ci on voit, en :
- figure 1, une vue en élévation latérale schématique d'un dispositif pour la production de corps de matériau de remplissage cellulaires ;
- figure 2, une vue en élévation, avec arrachement partiel, d'un corps cellulaire obtenu initialement, creux, essentiellement de forme hémisphérique, avant le processus de post-expansion subséquent ;
- figures 3 et 4, des vues en élévation latérale, avec arrachement partiel, de corps cellulaires obtenus initialement, après que se soit produite la post-expansion;
- figure 5, une vue en élévation, avec arrachement partiel, des corps creux essentiellement de forme hémisphérique, qui sont ici engagés les uns dans les autres ;
- figure 6, une vue en plan par-dessus, avec arrachement partiel et vue par transparence qui permet de voir les détails de la structure intérieure des éléments de la boudineuse et du dispositif de coupe du dispositif de fabrication de la figure 1; <EMI ID=9.1> la figure 6 ; - figure 8, une vue partielle, en plan par-dessus, du dispositif de coupe suivant la figure 6, représenté agrandi ; et en
- figure 9, une vue en élévation avec arrachement partiel, considérée suivant la ligne 9-9 de la figure 8.
Le dispositif nécessaire pour la mise en oeuvre
du procédé est représenté schématiquement à la figure 1
et il comporte un dispositif d'extrusion 10 auquel appartient une trémie de remplissage 12 qui contient une réserve de matière thermoplastique susceptible d'être extrudée et expansible, de préférence sous forme de grains de granulat ou de plaquettes. On connaît des matériaux
de ce genre et parmi eux il y a des composés tels que
le polystyrène et d'autres polymères convenables tels
que décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique
2.983.692 ; 2.941.964 ; 2.941.965 ; 3.066.382 et 3.251.728.
Un mélange constitué de 98 % en poids de grains
ou de billes de polystyrène obtenus par extrusion et expansibles, en association avec les agents d'expansion appropriés, s'est montré très avantageux pour le but poursuivi.
L'extrémité 14, rétrécie, du fond de la trémie
de remplissage 12 est en communication avec l'extrémité d'alimentation de la partie constituant la boudineuse,16. La partie 16 qui sera décrite en détail dans la suite comporte une vis de boudineuse (non montrée) à diamètre
de noyau variable , montée pour tourner à l'intérieur d'un cylindre de boudineuse 18 et qui est entraînée par
un moteur électrique 20 par l'intermédiaire d'une trans-mission réductrice 22. Dès que des grains de matière thermoplastique expansibles descendent de la trémie de remplissage dans la partie de boudineuse 16, ils sont transportés par le mouvement de rotation de la vis, de l'extrémité d'alimentation du cylindre 18 jusqu'à proximité de l'extrémité de décharge 14 en direction d'une filière de boudineuse 24. L'ensemble de la matière thermoplastique solide est soumis, dans son mouvement d'avancement provoqué par la vis, à une pression croissante
et cela en raison de la croissance du diamètre du noyau de la vis. En même temps, le mélange est échauffé à une température plus élevée jusqu'à fondre et à passer à l'état liquide et visqueux. Après cela, il est soumis à agitation ou fractionné, par exemple au moyen de tétons
(non montrés) qui sont adaptés à la vis.
La matière fondue est alors pressée pour passer
à travers un orifice situé dans la filière 24 de la boudineuse, donc dans l'outil de pression, et dès qu'elle sort de l'orifice sous forme d'une masse de matière synthétique fondue, elle est divisée en un grand nombre
de tranches minces, de façon continue, par un dispositif de coupe tournant 26. Ce dispositif de coupe 26 coupe directement à l'orifice conformateur ou orifice de la filière , la matière qui en sort. On comprend que la matière thermoplastique fondue contenue dans la filière 24 est soumise à une pression notable. Dans la mesure dans laquelle la matière synthétique fondue quitte la filière,
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trouvent dans la matière , du fait que la matière est soumise à la pression moins élevée de l'atmosphère ambiante, de libérer du gaz et de dilater l'ensemble de
la matière pour former une structure cellulaire dont le diamètre soit un multiple du diamètre de l'orifice.
Une particularité essentielle consiste en ce que l'ensemble thermoplastique expansible est agité au point qu'il se forme une mousse pour produire de ce fait un effondrement répété des cellules, et en ce que l'ensemble de la matière est divisé ou découpé en tranches minces aussitôt qu'il sort de l'orifice à l'état fondu et avant que se soit produite une expansion notable. On obtient ainsi que l'ensemble de la matière ou mélange extrudé se compose de petites cellules uniformes fermées qui, pendant le découpage, ne se déchirent pas, de sorte que là où s'étendent les surfaces de coupe apparaissent des surfaces lisses de cellules fermées. Ainsi, les corps cellulaires peuvent être constitués de parties très minces sans que se présentent les inconvénients évoqués.
A cela s'ajoute le fait que le découpage de la matière extrudée, alors que celle-ci se trouve encore à l'état fondu, diminue notablement l'usure des lames de coupe
ou des tranchants et élimine à peu près totalement les ruptures de lames.
Lorsque les parties minces sont découpées de la matière extrudée, elles sont transportées du dispositif de coupe 26 dans une trémie collectrice 28. Pendant leur mouvement à travers l'air, les parties découpées se détendent rapidement pour donner des corps cellulaires.
Cette expansion s'accompagne d'un refroidissement simultané de sorte que les corps se solidifient à peu de distance derrière la filière de la boudineuse et avant d'arriver à la trémie collectrice 26. Les corps formés de cette façon ont, dans une direction normale au plan de coupe, une épaisseur qui n'est pas uniforme et qui diminue d'une partie centrale du corps vers l'extérieur.
<EMI ID=11.1> tialement, qui, comme cela apparaît à la considération
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cave.
Les corps cellulaires initialement expansés qui sont rassemblés par la trémie collectrice 28 sont trans-
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le haut, dans un réservoir d'accumulation 16. Les particules fabriquées de cette façon peuvent être employées pour différents buts, ainsi par exemple comme matériau d'emballage. Dans leur forme initialement expansée, les corps cellulaires ont cependant une densité apparente qui est trop élevée pour pouvoir employer ces corps comme matériau de remplissage meuble, économique. Pour cette raison, les corps initialement expansés sont expansés
à nouveau dans une atmosphère de vapeur en sorte qu'il se forme un corps cellulaire notablement plus grand qui a une densité apparente plus faible.
Comme il apparaît à la figure 1, les corps 30 initialement expansés sont transportas du réservoir d'ac-
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laquelle les corps ont été amenés sur un transporteur
en mouvement, dans une atmosphère de vapeur. Lorsque
les corps traversent l'unité de post-expansion, jusqu'à arriver à un point de décharge, ils sont sollicités par les conditions d'environnement,caractérisées par une température élevée et par de la vapeur, à prendre des dimensions notablement plus grandes, tout en conservant cependant leur configuration. La figure 3 montre un corps
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initialement expansé est soumis à l'action de vapeur à température élevée.
Après avoir quitté l'unité de post-expansion 42, les corps expansés à nouveau sont amenés à un réservoir d'accumulation 44. Ce réservoir d'accumulation contient de préférence des tissus de tamis ou d'une autre matière à grandes mailles, en sorte qu'une libre circulation de l'air et ainsi un séchage plus facile des corps à nouveau expansés soient possibles.
On soulignera que les corps initialement expansés
30 peuvent être expansés à nouveau immédiatement après leur création. Par le dépôt des corps initialement expansés pendant quelques heures avant leur nouvelle expansion, la mesure de l'expansion est augmentée et l'on obtient par suite une densité apparente plus faible. Un dispositif de registre 46 à l'extrémité de sortie du réservoir d'accumulation 36 permet de rassembler une <EMI ID=16.1>
avant qu'une expansion renouvelée ait lieu.
On peut aussi alors utiliser tels quels les corps nouvellement expansés 38. Il s'est cependant avéré avantageux d'emmagasiner pendant quelques heures ces corps à nouveau expansés , puis de les soumettre à nouveau à une atmosphère de vapeur à température élevée pour augmenter encore de façon importante leurs dimensions et atteindre par conséquent une diminution du poids spécifique apparent. La figure 4a montre un corps 48 expansé deux fois à nouveau, qui s'obtient de la manière
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Comme cela apparaît d'après la figure 6, la partie de boudineuse 16 comporte une enveloppe ou botte d'alimentation 50 qui est reliée à demeure à son extrémité postérieure 52 formée à bride, à l'extrémité de commande de l'ensemble de la transmission réductrice
22. L'extrémité de décharge 14 de la trémie 12 est en communication avec l'alésage 54 et va de là vers le haut à travers l'enveloppe 50. La botte d'alimentation
50 est refroidie par de l'eau s'écoulant en circuit à travers une chambre annulaire 58 entourant l'alésage
54, la chambre annulaire 58 étant reliée à des conduits d'arrivée et de départ 60, respectivement 62, L'enveloppe 50 est ainsi maintenue à une température assez basse pour empêcher l'ensemble de matière thermoplastique de fondre dans l'enveloppe d'alimentation ou dans l'extrémité de décharge de la trémie de remplissage.
L'extrémité à brides avant 64 de l'enveloppe 50 est fixée à l'extrémité à brides arrière du cylindre de boudineuse 18. Le cylindre de boudineuse 18 présente un alésage axial 68 qui s'étend coaxialement à l'alésage 54 et qui a le même diamètre que cet alésage et reçoit la partie avant de la vis 56 de la boudineuse. Comme on peut le voir d'après le dessin, la vis 56 de la boudineuse a un pas constant et un diamètre constant ainsi qu'un diamètre de noyau qui va en augmentant régulièrement de l'extrémité d'alimentation à l'extrémité de décharge de la vis.
L'extrémité à brides avant 72 du cylindre 18 est fixée à l'extrémité à brides arrière 74 de la filière d'extrusion 24. La filière d'extrusion 24 est pourvue d'une forure centrale 76 qui s'étend coaxialement à l'alésage 68 du cylindre de la boudineuse. L'alésage 76 va en se rétrécissant, d'un diamètre qui est en principe égal au diamètre de l'alésage 68, à un diamètre plus petit à l'orifice de sortie 77, lequel détermine le diamètre du matériau extrudé avant son expansion.
Pour commander la température de la matière thermoplastique dans son mouvement vers l'avant, c'està-dire donc dans son mouvement qui, à la figure 6, va vers la droite à travers la forure 68, un conduit 78 d'agent de refroidissement est enroulé en hélice autour du cylindre 18, ce conduit trouvant place dans une rainure pratiquée dans la surface extérieure du cylindre.
L'extrémité arrière du conduit 78 d!agent de refroidissement est raccordée par une vanne de commande 80
à une conduite d'amenée 60. L'extrémité avant du conduit 78 d'agent de refroidissement se termine derrière l'extrémité avant du cylindre 18 de la boudineuse et est en communication par une pièce d'accouplement en forme de T, 82 , et un conduit de sortie 84 , avec la conduite de départ 62.
Un deuxième conduit d'agent de refroidissement
86 est enroulé en hélice autour de l'extrémité avant du cylindre de la boudineuse. Une extrémité de ce conduit est en communication à travers la vanne 88 avec la conduite d'amenée 60, tandis que l'extrémité opposée est reliée par la pièce d'accouplement 82 en forme de T, au conduit de sortie 84.
Une paire d'ensembles chauffants électriques 90 et 92 entourent le conduit d'agent de refroidissement
78 et le cylindre 18 de la boudineuse et on peut les enlever. Comme cela apparaît d'après la figure 7 associée à la figure 6, chaque ensemble chauffant comprend
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matière non conductrice de l'électricité, contenant
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sont reliés l'un à l'autre le long d'un de leurs bords voisins par un système à charnières 94 et le long des bords voisins opposés, par un dispositif de serrage 96. De cette façon, il est facile d'enlever les deux moitiés d'un ensemble chauffant et de les échanger si c'était nécessaire. Un troisième ensemble chauffant 98 qui est de construction analogue entoure la filière 24 en avant de la bride de fixation 74 et on peut l'enlever également.
Chacun des trois ensembles chauffants a une commande réglable qui lui est propre, si bien qu'on peut chauffer chaque zone correspondante de la boudineuse de manière indépendante vis-à-vis de la température des autres zones.
Comme on le voit d'après les figures 8 et 9 associées à la figure 6, le dispositif de coupe 26 comprend un plateau de coupe 100 monté sur l'arbre de sortie 102 d'un moteur électrique 104 de façon à pouvoir commander le nombre de tours de l'arbre et ainsi le nombre de tours du plateau de coupe. Comme on le voit
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d'une paire de parties en forme de brides circulaires opposées 106, qui forment un ensemble unitaire avec une partie de moyeu concentrique 108. Une lame tranchante
110 est fixée de manière amovible de façon à tourner en même temps que le plateau de coupe 100.
Comme on peut le voir aux dessins, les parties d'extrémité des lames 110 sont engagées dans une paire d'ouvertures opposées, analogues à des fentes, dans les parties de brides 106 et y sont bloquées à l'aide d'une paire de vis de serrage 114. La lame tranchante
110 est disposée de façon telle que lors de la rotation du plateau 100, l'arête tranchante 115 de la lame rencontre la masse de matière synthétique fondue 79
(figure 8) lorsque celle-ci sort de l'ouverture de sortie 77 de la filière 24, ce qui fait que la matière synthétique est divisée en parties ou en tranches minces avant qu'ait eu lieu une expansion importante de la matière. On comprend que l'épaisseur de ces tranches dépend de la vitesse linéaire de la matière extrudée fondue, laquelle est commandée par la vis 56
de la boudineuse et dépend du nombre de tours du plateau de coupe 100. Bien qu'on puisse ordinairement faire varier ces deux vitesses, l'épaisseur des tranches découpées est cependant modifiée par le réglage du nombre de tours du moteur 104 du dispositif de coupe.
Comme la masse de la matière synthétique fondue visqueuse qui s'écoule par l'alésage 76 se déplace vers l'avant assez lentement dans la région de la paroi de
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croissant vers le centre de l'alésage, la matière synthétique sortante va, après qu'une casse extrudée ait été rencontrée par la lame tranchante 110 et découpée par celle-ci, jaillir de l'ouverture ou orifice 77 en sorte que la masse 79 soit conformée avec une surface convexe en partie sphérique. L'extrusion poursuivie de la masse de matière synthétique conduit naturellement à engendrer une masse analogue à une barre, une tige, respectivement un boudin. Le nombre de tours du plateau de coupe 100 sera cependant réglé de façon que la matière extrudée soit découpée en parties minces. Chacune de ces parties est limitée par une surface convexe en partie sphérique et notablement plus mince à son pourtour qu'en son centre.
De ce fait, les parties découpées'peuvent se détendre pour donner des corps cellulaires qui présentent la configuration voulue du genre décrit précédemment.
Comme on le voit d'après la figure 1, l'unité
de post-expansion 42 comprend un réservoir creux fermé 120 qui présente des moyens pour l'introduction d'eau au fond du réservoir, par exemple une ouverture d'entrée 122 pourvue d'une vanne. Dans le réservoir se trouve un dispositif de chauffage électrique 124 qui sert
à échauffer l'eau jusqu'à la température d'ébullition et de cette fagon à engendrer dans le réservoir une atmosphère de vapeur. Une plaque 126 à peu près circulaire, perforée, est portée de manière à pouvoir tourner sur un arbre vertical 128 dans le réservoir, cet arbre se prolongeant vers le bas à travers le fond du réservoir. L'extrémité inférieure de l'arbre 128
est reliée à un moteur électrique d'entraînement 132 par l'intermédiaire d'une transmission 130.
Dans le réservoir 120 est montée, au-dessus de la plaque perforée 126 et près de celle-ci, une pale
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d'une extrémité du réservoir vers l'intérieur pour rencontrer les corps cellulaires initialement expansés qui ont été déposés précédemment sur la plaque par le
<EMI ID=23.1> cellulaires aient été soumis à l'atmosphère de vapeur dans le réservoir 120, alors qu'ils se trouvaient sur la plaque 126 et tournaient avec celle-ci, ils sont
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bas à travers une ouverture 140 située dans la paroi frontale du réservoir. Du réservoir 120, ils sont transportés dans le réservoir d'accumulation 44 à l'aide d'une soufflerie 142 et du conduit 144 qui lui est associé.Comme on l'a déjà évoqué ci-dessus, les corps cellulaires expansés à nouveau sont entreposés de préférence pendant plusieurs heures dans le réservoir d'accumulation 44 et ensuite, par le fait qu'ils sont exposés une seconde fois à une atmosphère de vapeur dans un récipient analogue à l'unité d'expansion 42, ils sont expansés une nouvelle fois.
Le mode de fonctionnement du procédé suivant l'invention et du dispositif employé pour sa mise en oeuvre sera exposé plus complètement ci-après. On mélange des billes de polystyrène expansibles (Dylite KFP
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nate d'ammonium qui a été mélangé à du talc et agité,
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de pigment bleu, et elles sont transférées à la tré-
mie d'alimentation 12 du dispositif d'extrusion 10. La
vis de boudineuse du dispositif 10 a une longueur d'environ 50 cm et présente un diamètre de 2,54 cm. Le moteur 20 est réglé de telle façon que le nombre de tours
de la vis s'élève à environ 100 tours/minute. L'ori-
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L'écoulement du milieu de refroidissement à travers la chambre 58 est réglé de telle façon qu'à l'extrémité d'alimentation de la vis règne une température
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de commande 80 sont réglés de telle sorte qu'il vienne
à régner une température d'environ 104[deg.]C dans la zone du cylindre 18 qui se trouve à côté de l'ensemble chauffant 90 et, de manière analogue, la température dans
la zone proche de l'ensemble chauffant 92 est réglée
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nute.
Dans ces conditions, on produit des corps cellulaires 30 qui ont une configuration de corps creux en principe hémisphériques, comme on peut le voir à la figure 2, le diamètre étant d'environ 1,27 cm. Les corps cellulaires initialement expansés ont un poids spécifique apparent de 32,06 kg/m1 que l'on mesure par pesée d'un récipient taré de volume connu après qu'il ait été rempli de corps cellulaires qui ont été tassés en les secouant modérément, puis qu'on remplit à nouveau et qu'on resserre à nouveau jusqu'à ce qu'il ne se produise plus de nouveau tassement.
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fabriqués de cette façon, sont tenus en dépôt pendant environ 5 heures , après quoi ils sont soumis à la vapeur d'eau sous la pression atmosphérique pendant en-
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qui ont été expansés à nouveau immédiatement après leur mise en forme présentent un poids spécifique apparent
<EMI ID=32.1>
Les corps 38 expansés à nouveau sont remis en dépôt pendant environ quatre heures et demie, puis soumis à nouveau à la vapeur pendant 1,25 minute sous la pression atmosphérique. Les corps 48 expansés une fois de plus, que l'on obtient, ont une configuration analogue à celle de la figure 4a, avec un diamètre d'environ 25,4 mm et un poids spécifique apparent d'environ 4,81 kg/m<3>,
Dans l'exploitation du dispositif, que l'on vient de décrire, différents facteurs ont une influence favorable ou désavantageuse sur les propriétés des produits obtenus. Lorsque la masse fondue de matière thermoplastique quitte la filière, présentant-en raison de l'agitation et de la formation de mousse qui a eu lieu avant le processus d'extrusion - une structure cellulaire qui se caractérise par de petites cellules fermées et uniformes, une pression diminuée permet à la structure cellulaire de se dilater davantage. Pour obtenir la configuration voulue, il est important que la matière fondue extrudée soit découpée aussi près que possible
de l'orifice de sortie 77 de la filière 24, en sorte que la division. de la matière synthétique se produise avant qu'une quelconque expansion sensible ait eu lieu. Ainsi, comme cela apparaît à nouveau d'après les figures 8 et 9, la surface 81 de la filière 24 est conformée de telle sorte qu'elle s'adapte au parcours en arc de cercle indiqué en traits mixtes par la ligne 46, que décrit l'arête tranchante 116 de la lame 110. Bien qu'à la figure 9, le parcours 146 soit représenté;pour la clarté du dessin, très légèrement en avant de la surface 81, la filière 24 et le plateau de coupe 100 sont de préférence agencés de telle façon que l'arête 116 racle légèrement la surface frontale de la filière.
A cela s'ajoute le fait qu'il s'est avéré avantageux de fixer la lame tranchante 110 dans le plateau
10 de telle façon qu'elle soit inclinée sous un angle
A d'environ 10 à 15 degrés sur une tangente au parcours
146 à l'endroit de l'arête 116.
Comme cela a déjà été évoqué, l'épaisseur des tranches ou parties découpées de la matière fondue extrudée dépend du rapport existant entre le mouvement linéaire de la matière thermoplastique fondue qui sort de l'orifice 77 et le nombre de tours de la lame tranchante. Chacun de ces facteurs ou les deux peut (peuvent) être réglé(s) de telle sorte que soit engendré un corps cellulaire initialement expansé qui présente la confi-guration voulue. Lorsque la partie de matière découpée de la matière extrudée qui sort est trop mince, les corps qui se produisent conservent un diamètre plus
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qui fait que le poids spécifique apparent augmente à nouveau. Une partie de recouvrement épaisse de matière extrudée donne un corps qui a une configuration principalement en forme de lentille.
Un autre facteur qui est important pour les propriétés du produit fini est le degré d'échauffement de la matière thermoplastique dans la boudineuse. C'est ainsi, par exemple, qu'on a trouvé que lorsque la température de la matière fondue est trop élevée, les parties découpées se détendent rapidement mais conduisent à une mousse qui présente à l'intérieur des cellules déchirées et qui a une résistance affaiblie. Lorsque, d'autre part, la température de la matière fondue est trop basse, l'expansion initiale ne suffit pas à produire un corps ayant une configuration essentiellement hémisphérique.
A cela s'ajoute que le degré d'expansion des corps cellulaires dans l'unité de post-expansion varie avec l'intervalle de temps pendant lequel les corps sont soumis à la température élevée de l'atmosphère de vapeur. Lorsque le temps d'action est trop long, l'expansion excessive de la mousse peut conduire à des corps qui s'effondrent, rendant le produit inapte à jouer le rôle de matière de remplissage meuble pour des emballages.
Il est connu au surplus que la mise en dépôt
des corps initialement expansés au-delà d'environ une heure et demie, mais de préférence d'environ 4 à 8 heures avant la post-expansion, donne des corps expansés
à nouveau dans l'atmosphère de vapeur qui ont une dimension plus grande et par conséquent un poids spécifique apparent plus faible que des corps expansés à nouveau qui sont soumis à la post-expansion immédiatement après leur formation. On admet que ceci est une conséquence de la diffusion de l'agent gonflant , de la matière synthétique solidifiée dans les cellules,formées initialement, de la mousse, qui sont le siège d'un vide partiel immédiatement après l'expansion initiale. De
la même manière, par la mise en dépôt des corps cellulaires expansés à nouveau, pendant de préférence 4 à 8 heures , après quoi a lieu un deuxième séjour dans une atmosphère de vapeur, sont produits des corps expansés de façon répétée, qui ont un poids spécifique apparent encore plus faible. Le produit fabriqué suivant l'invention est un corps de mousse cellulaire qui possède une peau extérieure essentiellement ininterrompue qui forme avec la mousse cellulaire un tout intégral et la recouvre. Comme déjà dit précédemment et comme on le voit à la figure 5, des objets d'une telle configuration peuvent couler librement, par exemple s'écouler d'un réservoir d'entreposition, pour ainsi remplir complètement un récipient d'expédition, tout autour d'un objet se trouvant dans ce récipient.
D'autre part, les parties, lorsqu'elles sont secouées'ensemble, ont tendance à s'interpénétrer ou à s'engager les unes dans
les autres. Ainsi, dans une masse de matériau d'emballage constituée d'un grand nombre de tels corps dans lesquels plusieurs ont sensiblement la même grandeur, les parties convexes d'au moins certains de ces corps sont disposées en sorte de venir s'appliquer sur le pourtour des parties concaves de corps voisins, sans être reprises complètement dans les parties concaves. Une telle disposition est montrée par exemple à la figure 5, la partie convexe d'un corps de forme en principe hémisphérique 150 portant sur le pourtour de la partie concave d'un corps analogue 152. Comme le rayon de courbure de la partie convexe d'un tel corps est plus grand que le rayon de courbure de la partie concave, les parties ne s'adaptent pas parfaitement les unes aux autres si bien que demeurent entre elles des espaces creux, comme indiqué par exemple en 154.
On comprend que des espaces creux de ce genre mènent à une diminution du poids spécifique apparent d'une telle matière.
En plus des propriétés du matériau d'emballage décrit ici, qui concernent le non déplacement relatif
et le non tassement, les forces de frottement superficielles élevées connues de la matière expansée conduisent à un renforcement du contact entre corps butant
les uns contre les autres, qui s'oppose à un déplacement relatif dès qu'on comprime une masse de matériau de
ce genre.
La désignation adoptée ici,de corps cellulaires
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corps cellulaires qui ont une configuration de forme véritablement hémisphérique, comme on peut le voir par exemple à la figure 4a. Au surplus, il faut entendre par ces expressions des corps aussi qui s'écartent quelque peu, vers le haut ou vers le bas, de cette configuration de forme véritablement hémisphérique, comme
le montrent par exemple les figures 4b et 4c. Par ailleurs, les parties de matière synthétique expansées peuvent avoir une forme ovale ou en forme d'oeuf ou
une forme irrégulière. De tels corps de forme irrégulière peuvent également, dans le sens de la détermination de la définition donnée ici, être considérés comme de forme en principe hémisphérique.
Parmi les autres configurations possibles, il
y a celle que l'on appelle 'analogue à des coussins" qui se caractérise par le fait qu'elle forme des corps en principe triangulaires à coins arrondis et qui ont une section dont l'épaisseur va en croissant, des bords opposés vers le milieu,
En dehors des matières synthétiques ou combinaisons de matières synthétiques précitées, on peut aussi employer d'autres matières synthétiques capables de subir une expansion, les conditions de température indiquées devant être modifiées pour s'adapter aux propriétés physiques du matériau considéré chaque fois.
REVENDICATIONS
1.- Procédé de fabrication de corps de matériau
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à s'écouler, en matière synthétique, avec des surfaces convexes vers l'extérieur (30a) et concaves vers l'intérieur (30b), procédé dans lequel la matière synthétique fondue est extrudée à travers l'orifice conformateur ou filière (77) d'une boudineuse (16) et dans lequel le boudin de matière plastique (79) qui sort de l'orifice conformateur est découpé en tranches minces par un dispositif de coupe (26) et où les particules
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ractérisé en ce qu'on découpe, à partir du boudin de matière synthétique (79) sortant de l'orifice conformateur (77) des particules limitées par une surface courbe en raison de la différence de vitesses régnant sur la section transversale de la masse, dès l'orifice conformateur (77) et avant encore qu'ait eu lieu une expansion notable de la matière synthétique.